Schwimmender Solardampfschwamm

29. August 2016, 13:45 Uhr
Die Kombination von Schwamm, schwarze Oberfläche + Blasenfolie produziert Dampf mit Sonnenenergie. Bild: MIT
Die Kombination von Schwamm, schwarze Oberfläche + Blasenfolie produziert Dampf mit Sonnenenergie. Bild: MIT
Eigentlich kann man es kaum glauben, wie einfach man aus Sonnenenergie Dampf erzeugen kann. Praktisch keine Mechanik, keine Elektrik, keine Elektronik, keine Solarzellen und auch keine fossile Energie ist notwendig. Eine super simple Konstruktion aus Schwamm, schwarzer Fläche und Blasenfolie und fertig ist die solar betriebene Dampfmaschine.
 
Kreativität und um die Ecke denken sind wohl die unerlässlichen Zutaten, um auf Dinge zu kommen, die eigentlich auf der Hand liegen und dennoch noch nie gedacht wurden. Schon vor zwei Jahren haben die Forscher ein System gebaut, das aus einem porösen Material, aus einer Art Kohlenstoffschaum bestand. Diese Schicht saugt sich mit Wasser voll und nutzt das auf die Oberfläche fallende Licht zu immerhin 85% dazu, das in den Poren enthaltene Wasser auf gut 100 °C zu bringen und zu verdampfen. Da keine beweglichen Teile etc. vorhanden sind, kann man damit im Prinzip sehr einfach und sehr wartungsarm z. B. Meerwasser entsalzen etc., ohne dafür fossile Energie zu verschwenden. Allerdings musste hierfür das Sonnenlicht auf die rund zehnfache Intensität konzentriert werden.
 

Solardampfschwamm schwimmt auf Wasser. Der MIT-Student George Ni hält das Gefäß. Bild: MIT

Dies ließ den Forschern keine Ruhe und sie bastelten eine Lösung, die ohne High-Tech-Materialien und ganz ohne Konzentratoren wie Spiegel oder Linsen auskommt. Bei ihren Überlegungen stellten sie fest, dass eine schwarze Oberfläche zwar Sonnenlicht sehr gut in Wärme umwandelt, jedoch auch wieder einen großen Teil der Wärme wieder abstrahlt. Also verwendeten sie eine etablierte Beschichtung für Solarzwecke, die sichtbares Licht gut absorbiert aber wenig IR-Strahlung emittiert. Doch auch dies war noch nicht ausreichend, denn die heiße Oberfläche verlor immer noch zu viel Energie über Konvektion bzw. Wind. Die Lösung hierfür fand die 16-jährige Tochter eines der Forscher, denn sie experimentierte gerade für ein Schulprojekt mit den Wärmeeigenschaften von Blasenfolien, wie man sie üblicherweise zur Polsterung in Paketen verwendet. Die Forscher waren zunächst zwar skeptisch, doch Blasenfolie konnte die dunkle Fläche wärmemäßig gut isolieren und war lichtdurchlässig genug. An der Grenzfläche Schwarzschicht/Schwamm erreicht das durch den unteren Schwamm kriechende Wasser auch bei normalem Wetter locker 100 °C und verdampft. Der Wirkungsgrad der Dampferzeugung betrug zwar nur etwa 20°, aber dafür ist die Konstruktion billig und super simpel.
 
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